湖南省宜章四中 曹泽华 (湖南 郴州 宜章 424218)
摘 要:本文就化学教学中如何进行创新教育和培养学生的创新能力,从善于创设问题情景、注重知识的开拓迁移、展开丰富的课堂讨论、理论联系实际、诱导多元思维等五个方面着手进行探讨,提出采取灵活多样的教学方法和教学手段,发挥学生主体作用,调动学生思维的创造性,来达到创新教育和培养学生的创新能力之目的。
关键词:创新教育创新能力问题情景知识的开拓迁移课堂讨论理论联系实际
多元思维
江泽民同志曾指出“创新是一个民族的灵魂,是一个国家兴旺发达不竭的动力”,面对经济全球化、国际竞争日益加剧的新形势,我国急需大批创新人才脱颖而出,而培养创新人才的关键在于进行创新教育和培养学生的创新能力。下面我在此就化学教学中如何进行创新教育和培养学生的创新能力,谈谈几点心得体会,供各位教育同行参考。
一、创设问题情景,培养学生的创新意识。
问题是思维的动力,是创新的萌芽。一方面,教学中教师自己要善于提出问题、创设问题情景,激发学生的思维积极性,因为良好的问题情景,容易使人产生敏锐的思索;另一方面,教师要善于引导、鼓励学生大胆思索,敢于质疑、敢于提出问题,大科学家爱因斯坦曾说过:“提出一个问题比解决一个问题更重要”。故平时教学中培养他们的“问题意识”很重要,比如,学习《乙烯》这一节时,先由老师演示制取乙烯的实验让学生观察,并布置大家一个任务:边观察边提出问题,不论提出的问题对与错,提得越多越好。于是,学生都跃跃欲试,通过观察和思考提出了一系列问题:(1)为什么原料中浓硫酸与乙醇的体积比为3:1,浓硫酸在反应中起什么作用?(2)为什么要往混合液中加入碎玻璃片?(3)为什么温度要迅速上升到170。C?(4)为什么反应一会儿混合液会变棕色最后变黑色?(5)为什么反应到最后会闻到一股刺激气味的气体产生?(6)反应过程中将产生哪些气体?怎样证明?等等。甚至讲乙烯的加成反应时,往Br2水通入乙烯褪色,学生也自觉提出疑问:“乙烯中混有的SO2也能使Br2水褪色,是否应先除杂?”。
其次,课堂教学中留下一些问题“悬念”,供学生去探讨,往往收到意想不到的效果。如:学习《元素周期表》这一节,当接近下课了,我布置学生一个课外任务:大家课后观察元素周期表,将所观察到的发现都记下来。第二节课,当大家把自己的发现拿出来讨论时,“仁者见仁,智者见智”,真是众说纷芸,其中有位同学的猜想还挺有新意:“随着周期数增加,非金属元素越来越少,第2周期6种,第3周5种,第4周4种……第7周期应是1种,由此可推知第8周期非金属元素0种。”他于是大胆预言“元素到了第8周期应该会终结!”他的猜想作为老师的我无法作出判定,但我十分赞赏该同学细致的观察力和想象力。这种创设问题情景式的教学模式,极大地调动学生的思维积极性,发挥他们的主观能动性,有利于培养学生的创新意识。
二、注重知识的开拓迁移,扩大学生的创新范围。
知识是思维的载体,是思想的源泉。教师在教学上要注重课本知识的迁移、开发,要善于对课本知识进行挖掘、整理、拓展、迁移,或推陈出新,成为锻炼学生创新思维的工具。如:教材中的化学原理、演示实验、科学史事、习题等都可经转化成为激发学生创新思维的很好材料。比如:学习《苯》这一节,(1)可先结合科学史事“凯库勒如何提出苯的分子结构的”,启发探索科学家凯库勒创造性地提出了苯的环状结构的历程;(2)课本讲了二甲苯的结构有三种:于是就可设计以下习题(a)C8H10有_______种同分异构体。答:有4种,以上3种再加乙苯。(b)二氯苯有_______种同分异构体,四氯苯又有__________种同分异构体。(c)无机苯B3N3H6的二氯代物有_________种同分异构体。又如:学习《甲烷》结构时,由于甲烷CH4是空间四面体的,故二氯甲烷CH2Cl2没有同分异构体,。而Pt(NH2)2Cl2有同分异构体,说明了Pt(NH2)2Cl2是平面结构的,而非空间四面体的。
其次,还可引导、组织学生对课本知识进行归纳、整理,以构建知识网络,有利于培养学生的整体思维。如:每学完一章,要求学生对课本知识进行归纳总结,让他们学会“织网”。只要每一个同学脑海里有了结实的“网”,捕起“鱼”来不是胸有成竹!故通过对课本知识的拓展、迁移,或归纳、总结构建知识网络,既掌握了课本基础知识,又可推陈出新,拓展了知识范围,扩大了视野,有利于提高学生的创新能力。
三、展开丰富的课堂讨论,发挥集体创新智慧。
俗话说:“事不议不晓,理不辩不明”。教学上要发扬课堂民主,最有效的途径是积极倡导课堂教学由教师主讲型课向师生活动型转化,课堂多开展一些讨论,启发学生独立思考、鼓励学生勇于发表自己的见解;“三个臭皮匠,胜过一个诸葛亮”,发挥集体的智慧,群策群力解答问题,同时结合老师的小结,就可得到比较全面正确的知识,获得集体的创造智慧。比如:《化学平衡移动》有一个习题“牙齿受腐蚀原因是Ca5(PO4)3OH== 5Ca2++3 PO43- +OH-,让大家讨论:“结合平衡原理,谈谈怎样保护好牙齿?”。经过大家激烈讨论后总结得出:(1)适当补钙,吃钙片或用经常用含Ca2+ 或PO43-的溶液漱口;(2)少吃酸性强的食品;少吃糖,因糖易氧化产生酸;(3)适当吃含磷食品;(4)用含氟牙膏刷牙……。经过讨论,集中大家智慧,得到了较全面的知识。
此外,在激烈的师生、生生讨论中,不但可以得到预想的知识,还往往可捕捉到很有创造性的新知识,有利于培养学生创造能力。比如:在一容积不变的容器先充入1molPCl5,在一定温度下达到平衡,然后在相同条件下,再充入1molPCl5,则平衡将向________方向移动。我大家先讨论后分成两种意见:
(1)向正方向移动,理由是增大了反应物浓度。
(2)向逆方向移动,理由是容器内压强增大,平衡向体积减少方向移动。
双方各抒已见,争论得不可开交。其中有位学生提出了一个很有创建性观点:“反应开始时,平衡确实反应向正方向移动,因为反应物浓度增大,但同时由于容器内气压增大,反应又向逆方向移动。但开始没有达到平衡前,无法谈平衡移动方向。故达到平衡时,平衡总体向逆方向移动”。大家听完后一下子明白了,都鼓以热烈的掌声。之后,我从等效平衡方面总结证明:该同学论断是正确的!通过课堂开展丰富的讨论,启发学生独立思考,发挥师生集体的智慧,就可获得除原知识以外的知识——创造性新知识,极大地促进学生创新能力的提高。
四、理论联系实际,培养学生创新品质。
俗话说:“实践出真知”,理论来之于实践,而实践丰富和发展理论。教学之中注重理论联系实践,有利于培养学生实践能力和应用能力,这为培养学生创新品质打下实践基础。首先, 教师本身要重视实验教学, 以身作则认真做好实验,遇到问题通过实验探索答案,将实验作为探索自然奥秘的工具, 注重发挥实验的作用。比如:怎样证明工业废水中含Fe3+?含苯酚?怎样证明汽油中含不和键?Ca2+与HCO3-能否大量共存?怎样知道蛋壳主要成本分是CaCO3?等问题通过实验就一目了然,比苦口婆心的讲解省事多了,真可谓“此时无声胜有声”!将问题实验化,有助于培养学生动手动脑习惯,为培养学生创新品质打下实践基础。,
其次,教学中注重科学社会化STSV问题,如:为什么Fe粉可保鲜剂?为什么Fe3+可作止血剂,但不可作补铁剂?为什么灭菌塑料里含有少量AgBr? 为什么利用葡萄糖的银镜反应可检验出糖尿病?。
再次,教学中注重实践“过程”研究也很有必要,通过科学背景材料,重新探索科学家们发现规律的过程,也有助于培养学生的创新品质。如:学习《乙醇》中关于乙醇的结构问题,不妨先模拟科学家们的思路:(1) 乙醇的分子式为C2H6O可能的结构式为CH3CH2OH或CH3OCH3;(2) 实验证明:1摩乙醇与足量的钠反应最多可产生0.5摩的氢气,这充分说明乙醇分子6个氢原子中只有1个氢原子(它可被置换)不同其5个氢原子。于是,(3)得出乙醇的结构为CH3CH2OH合理,理由是OH中的氢原子化学性质很活跃。通过以上过程的探究,我们可推广应用得出H3BO3是一元酸而非三元酸,H3PO3是二元酸而非三元酸。注重了理论联系实际,为培养学生的创新能力打下坚实的实践基础。
五、诱导多元思维,指明创新方向。
牛顿曾说过“没有大胆的猜想,就没有伟大的发现”。教学中要注重学生的多元思维的培养,就必须不满足于单一、常规的答案,不拘泥于现存的思路,大胆猜想,勇于探索,敢于打破常规,另辟蹊径。首先,设置一些无标准答案主观题,激发学生的发散思维。比如:布置一些象:“制取MgCl2可采用哪些不同类的方法?”,“要使NH4Cl溶液的PH值发生变化有那些不同方法?”,“判定甲酸是弱酸的方法有哪些?”等这样些无标准答案的习题。
其次,要培养学生的多元思维,还须重视习题的一题多解。比如:“将m摩C2H2和n摩H2在密闭容器中反应,当达到平衡时生成P摩C2H4。将平衡混合气完全燃烧生成CO2和H2O,消耗_____摩O2。”(1)一般解法是m摩C2H2消耗2.5m摩O2和n摩H2消耗0.5n摩O2,故消耗 (2.5m +0.5n )摩 O2;(2)其实,还有一种解法是根据守恒法将m摩C2H2和n摩H2拆分成2m摩碳摩原子和(2m+2n)摩氢摩原子,故消耗(2.5m +0.5n )摩O2。平时重视习题的一题多解,训练了学生的多元思维,“条条大路通罗马”,解起题来游刃有余。
再次,诱导学生多元思维,目的是实现方案最优化,为创新指明方向。比如:比较下列四种烃CH4 C2H4 C2H2 C3H8的碳的质量分数大小。方法有三种:(1)直接求出碳的质量分数C%来比较;(2)以烃CxHy中C:H元素质量比来比较;(3)以烃CxHy中C:H原子个数比x/y来比较。很明显(3)方案简单扼要最佳,于是根据烃CxHy中原子个数比x/y,得出碳的质量分数C2H2> C2H4 >C3H8> CH4。根据(3) 最佳方案就可对不同的烃CxHy碳的质量分数C%来进行比较得出:芳烃>炔烃>烯烃>烷烃。通过诱导学生多元思维,训练了他们的思维方式,扩大了思维的深度和广度,有利于他们的思维通向更广阔的天地,从而培养学生的创新能力。
总之,“教学有法,但无定法”,化学创新教育中要善于采取灵活多样的教学方法和教学手段,发挥学生主体作用,调动学生思维的创造性,敢于打破常规,探索新方法新思路。正如诺贝尔奖获得者华裔科学家丁肇中先生所说的:“不打破前人的经验与思路,科学就没有进步。”要培养学生的创新能力,就是要突破原有的思维界线,勇于探索,大胆创新,从而走向成功的彼岸。
附:主要参考文献:
[1] 湖南省教科所著《面向21世纪的探索》岳麓书社1999年版。
[2]庄寿强 著《创造学基础》中国矿业大学出版社1990年版。
[3]王极盛著《科学创造心理学》科学出版社1986年版。
[4]刘志宏、徐道安著《教育科研及实用写作》国防科技大学出版社2001年版。
[5]欧小松等著《创新教育学》中南工大出版社2000年版。